研究了雙螺桿泵轉(zhuǎn)子封閉容積間泄漏過程，推導(dǎo)出雙螺桿泵在達(dá)到極限真空時(shí)平均泄漏量、內(nèi)部平均壓力的計(jì)算方程。計(jì)算結(jié)果表明：螺桿上不同封閉容積之間的泄漏量和壓力相差很大。隨著轉(zhuǎn)子周邊各間隙的減小，吸氣端的泄漏量和壓力迅速減小，排氣端則相對(duì)平緩；螺桿各封閉容積間，通過圓周間隙的泄漏量與通過徑向間隙、齒側(cè)間隙泄漏量之和的差值隨著轉(zhuǎn)子各間隙的減小而減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子間間隙小于一定值時(shí)，通過徑向間隙和齒側(cè)間隙的泄漏量會(huì)大于通過圓周間隙的泄漏量。

　　干式雙螺桿真空泵的核心部件是一對(duì)互相嚙合的螺桿轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子由一對(duì)同步齒輪帶動(dòng)。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，為保證轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與泵腔之間會(huì)預(yù)留一定的間隙，這樣就會(huì)產(chǎn)生封閉容積間的泄漏。雙螺桿泵封閉容積間的泄漏主要通過兩個(gè)通道，一是接觸線間隙；二是齒頂圓周間隙。這兩種泄漏不可避免，為提高性能，有必要深入研究其泄漏過程。

　　螺桿泵封閉容積間泄漏量目前國(guó)內(nèi)外尚未見可行的計(jì)算方程，其內(nèi)部壓力分布規(guī)律也缺乏可靠的理論依據(jù)。國(guó)內(nèi)東北大學(xué)趙瑜以及浙江大學(xué)王瓊娥等人針對(duì)雙螺桿泵封閉容積間的泄漏推導(dǎo)了相關(guān)的理論公式，但沒有進(jìn)行進(jìn)一步的理論研究以及實(shí)際應(yīng)用計(jì)算。鑒于雙螺桿泵內(nèi)部空間曲面極其復(fù)雜，本文在對(duì)內(nèi)部泄漏模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出計(jì)算泄漏量以及壓力分布的理論方程，并進(jìn)行了實(shí)際計(jì)算，其對(duì)泵關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)、性能指標(biāo)的預(yù)測(cè)具有一定的指導(dǎo)意義。

　　1、泄漏通道長(zhǎng)度計(jì)算

　　螺桿泵第一種泄漏通道(接觸線間隙)由徑向間隙(圖1 中L1)和齒側(cè)間隙(圖1 中L2 和L3)組成；第二種泄漏通道(齒頂圓周間隙)是由轉(zhuǎn)子齒頂圓面和壁腔內(nèi)壁構(gòu)成。封閉容積間的泄漏是由間隙兩側(cè)的壓差和螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的，前者引起的是壓力流，后者引起的是剪切流，二者疊加即為泄漏流量。計(jì)算每種泄漏都需求出泄漏通道的長(zhǎng)度和泄漏面積。計(jì)算徑向間隙和齒側(cè)間隙的長(zhǎng)度L1，L2，L3，可先求出各段曲線接觸線的方程，再用描點(diǎn)法求出接觸線上各點(diǎn)空間坐標(biāo)，則直接疊加這些點(diǎn)的距離，就可以得到接觸線的長(zhǎng)度，點(diǎn)數(shù)越多，計(jì)算結(jié)果越精確。

圖1 封閉容積間泄漏通道示意圖

　　5、結(jié)論

　　計(jì)算了一種雙螺桿真空泵在抽氣達(dá)到極限真空度時(shí)封閉容積間的平均泄漏量和各腔的平均壓力，獲得以下結(jié)果：

　　(1)推導(dǎo)了計(jì)算雙螺桿真空泵封閉容積間平均泄漏量和平均壓力的公式；

　　(2)通過給定間隙可以理論計(jì)算泵的極限真空度；

　　(3)計(jì)算得出了螺桿泵內(nèi)部壓力和泄漏量的大小。數(shù)據(jù)表明隨著間隙的減小，壓力和泄漏量在進(jìn)氣端迅速減小，且由進(jìn)氣端到排氣端此減小趨勢(shì)逐漸減弱；

　　(4)通過齒頂圓周間隙的泄漏(環(huán)形縫隙泄漏)和通過徑向間隙和齒側(cè)間隙的泄漏(孔口泄漏)的差值，隨著間隙的減少不斷減少，且當(dāng)間隙小于一定值時(shí)，孔口泄漏會(huì)大于環(huán)形縫隙泄漏。由剪切流引起的泄漏可以忽略不計(jì)。